다중경로 페이딩 채널을 경유하는 mWiMax SOC 수신채널 추정 분석 및 구현

Abstract

국문 요약

현재 4세대 이동통신의 표준으로 OFDM 방식의 모뎀이 하나의 추세를 이루고 있다. OFDM 방식은 유• 무선채널에서 고속 데이터 전송에 적합한 방식으로 최근 여러 고속 통신시스템의 전송방식으로 채택되었다. OFDM 방식은 다중경로 페이딩을 갖는 무선통신채널에서 심볼 주기가 짧은 고속 데이터 전송 시 단일반송파 방식을 사용하게 되면 심볼간 간섭의 영향을 줄이기 위해 수신단의 복잡도가 크게 증가하는 반면, 다중반송파 방식의 경우에는 데이터 전송속도를 유지하면서 각 부반송파의 심볼주기를 부반송파의 수만큼 확장시킬 수 있기 때문에 하나의 탭을 갖는 간단한 등화기로 다중경로에 의한 주파수 선택적 페이딩 채널에 효과적으로 대처할 수 있다. 2007년 하반기 WiBro 기술이 ITU에서 3세대 이동통신의 국제 표준의 하나로 채택이 되었고, WiBro의 주파수 대역인 2.3 GHz(2.3~2.4 GHz, 100MHz) 대역이 4세대 이동통신의 세계 공통 주파수대역으로 선정되었다. 이와 더불어 WiBro는 4세대 이동통신의 무선 접속 기술로 각광을 받고 있는 직교주파수분할(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 및 다중안테나 기술(MIMO: Multiple Input Multiple Output)을 이미 채택하고 있어 4세대 발전 과정에서도 매우 유리한 위치에 놓인 것으로 평가 받고 있다. 특히 WiBro의 국제표준방식인 mWiMax는 현재 상용화된 OFDM 방식의 대표적인 Modem이다. 이 OFDM 방식의 Modem은 IFFT/FFT를 기본적으로 포함하고 있으며 IFFT/FFT 전후단에 주파수 도메인 프로세싱과 타임 도메인 프로세싱을 수행하게 된다. 요즘은 DSP를 사용하여 실시간 고속처리에 민감한 타임 도메인 프로세싱의 일부 기능을 제외한 모든 기능을 S/W로 구현이 가능하게 되었다. 본 논문에서는 DSP와 하드웨어 로직으로 구성된 Flexible OFDM 플랫폼으로 링크 레벨(link level) 시뮬레이터를 구성하고, 이 시뮬레이터를 이용하여 다중경로 페이딩 채널을 분석하고 최적의 채널 추정 기법을 찾아내었으며, DSP를 통해 구현 가능한 지를 검증하였다. 또한, 시뮬레이터를 통해 알아본 성능과 거의 같은 수준의 성능을 얻을 수 있도록 펌웨어(firmware)도 함께 개발되었다. 본 시뮬레이터와 펌웨어를 이용하여 LTE 시스템 등 다른 무선 전송 시스템 성능 분석 및 검증을 하게 된다면, 향후 시뮬레이터 개발에 필요한 많은 비용절감 효과를 가질 수 있고, IMT_Advanced의 여러 후보 기술에 대한 성능 분석에 적용 가능 할 것으로 기대된다.